В ИОХ РАН состоялось заседание диссертационного совета

19 февраля на заседании диссертационного совета прошла успешная кандидатская защита.

Кувакин Александр Сергеевич представил диссертацию на соискание ученой степени кандидата химических наук «Гетероциклические семикарбазиды и тиосемикарбазиды».

Научный руководитель:

• Шуталев Анатолий Дмитриевич — д.х.н., профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории направленной функционализации органических молекулярных систем ИОХ РАН.

В ходе проделанной работы Александр Кувакин получил следующие результаты и выводы:

• Разработана универсальная стратегия синтеза новых 6-, 7-, 14- и 21-членных циклических тиосемикарбазидов, включающая получение оригинальных β-изотиоцианатокетонов, их реакции с гидразинами и последующие превращения образовавшихся βтиосемикарбазидокетонов. В рамках реализации этой стратегии:
• Впервые изучено присоединение HNCS к 3-незамещённым и 3-функционально замещённым бензилиденацетонам, в результате чего разработан метод синтеза ранее неизвестных βизотиоцианатокетонов;
• Показано, что 3-незамещённые и 3-фенилтиозамещённые 4-арил-4-изотиоцианатобутан-2- оны при реакции с гидразином превращаются в соответствующие 1-амино-6-гидроксигексагидропиримидин-2-тионы, которые в растворах существуют в виде равновесных смесей с их ациклическими изомерами – 4-(тиосемикарбазидо)бутан-2-онами;
• Найдено, что 1-амино-6-гидроксигексагидропиримидин-2-тионы и полученные из них гидразоны 4-(тиосемикарбазидо)бутан-2-онов в присутствии кислотных промоторов подвергаются димеризации/циклизации или тримеризации/циклизации, в результате чего стереоселективно образуются ранее неизвестные 14-членные циклические бистиосемикарбазоны или 21-членные циклические трис-тиосемикарбазоны;
• Разработан способ получения новых 6-незамещённых и 6-фенилтиозамещённых тетрагидро-1,2,4-триазепин-3-тионов, основанный на расширении цикла 1-амино-6- гидроксигексагидропиримидин-2-тионов или на внутримолекулярной циклизации 4- (тиосемикарбазидо)бутан-2-онов, полученных реакцией 3-незамещённых и 3- фенилтиозамещённых 4-арил-4-изотиоцианатобутан-2-онов с гидразином, метилгидразином и этилгидразином;
• Разработан способ получения новых 6-фенилтио-2-алкилтетрагидро-1,2,4-триазепин-3- тионов, основанный на внутримолекулярной циклизации 4-(тиосемикарбазидо)бутан-2- онов, полученных реакцией 4-изотиоцианато-3-фенилтиобутан-2-онов с метил- и этилгидразином.
• Показано, что реакция алкилирования 14-членных циклических бис-тиосемикарбазонов в присутствии оснований приводит к образованию соответствующие макроциклические бисизотиосемикарбазонов, а в отсутствии оснований они претерпевают уникальную реакцию двойного сужения макроцикла с образованием производных дипиримидотетразина. Последние получаются также при обработке бис-изотиосемикарбазонов кислотами.
• На примере синтеза нейтральных комплексов катиона Ni(II) c 14-членными циклическими бис-тиосемикарбазонами и бис-изотиосемикарбазонами продемонстрировано, что эти классы макроциклов могут служить эффективными лигандами для катионов переходных металлов.
• Разработан стереоселективный метод синтеза оригинальных 6-фенилтио-1,2,4-триазепан-3- тионов, основанный на восстановлении соответствующих тетрагидро-1,2,4-триазепин-3-тионов цианоборгидридом натрия в слабокислой среде.
• Впервые детально изучена кольчато-цепная изомерия семикарбазоны альдегидов ⇆ 1,2,4- триазолидин-3-оны. Показано, что семикарбазоны алифатических альдегидов полностью циклизуются под действием сильных кислот Бренстеда в апротонных растворителях с образованием соответствующих солей N1-протонированных 1,2,4-триазолидин-3-онов.
• Обнаружено, что соли N1-протонированных 1,2,4-триазолидин-3-онов и полученные из них основания неустойчивы в присутствии кислорода воздуха и подвергаются медленной окислительной ароматизации. Разработан новый синтез 2-алкил-2,4-дигидро-3H-1,2,4-триазол3-онов, заключающийся в циклизации семикарбазонов алифатических альдегидов под действием трифликовой кислоты с последующей ароматизацией выделенных 1,2,4- триазолидин-3-онов или их гидротрифлатов с помощью мета-хлорпербензойной кислоты.
• Разработан метод синтеза 2-алкилсемикарбазонов альдегидов и ацетона, основанный на обработке соответствующих 2-незамещённых семикарбазонов гидридом натрия с последующим действием подходящего алкилирующего реагента.
• Разработан и запатентован общий метод получения ранее труднодоступных 2- алкилсемикарбазидов или их гидрохлоридов из гидрохлорида семикарбазида, заключающийся в образовании семикарбазона ацетона, его алкилировании по атому азота N₂ с последующим кислотным гидролизом полученных продуктов.
• В результате проделанной работы синтезировано 84 новых соединения, структура которых установлена с помощью методов ИК, 1D и 2D ЯМР спектроскопии, масс-спектрометрии низкого и высокого разрешения, элементного анализа, рентгеноструктурного анализа. Изучены регио- и стереоселективные аспекты проведенных реакций. В ряде случаев для объяснения результатов экспериментов были проведены квантово-химические вычисления методом DFT B3LYP/6-311++G(d, p).

В ходе заседания диссертационного совета ИОХ РАН Александру Кувакину присудили ученую степень кандидата химических наук по специальности 1.4.3 — «органическая химия».

Ссылка на фотоальбом